改进的分数阶PID控制算法及其应用
发布时间：2021-01-03 07:19
分数阶微积分是整数阶微积分的广义形式,随着分数阶微积分理论的完善,分数阶微积分理论在控制领域中的应用逐渐成为研究热点。分数阶PID控制器是分数阶微积分理论应用的重要成果,具有五个控制参数,控制参数的整定较为困难。目前,分数阶PID控制器已得到广泛应用,但对一些复杂系统而言分数阶PID控制器仍然难以取得令人满意的控制效果。针对上述问题,本文主要做了以下研究工作:基于传统量子粒子群优化算法的分数阶PID控制参数优化过程易陷入局部最优解。本文在寻优过程中加入粒子更新处理和粒子扩散处理两种方式,得到一种改进的量子粒子群优化算法,对比仿真验证了改进量子粒子群优化算法在参数寻优上的先进性。低阶整数阶传递函数近似分数阶PID控制器易实现,但精度较低。本文采用改进的量子粒子群优化算法,提出了一种改进的分数阶微积分算子低阶近似方法,有效地提高了分数阶微积分算子低阶近似精度,仿真对比实验验证了该方法的有效性。为提高永磁同步电机控制中分数阶PI控制器的控制性能,在分析分数阶PI控制器作用的基础上,提出了一种积分限幅的分数阶PI控制器。为进一步改进积分限幅的分数阶PI控制器的控制性能,利用离散的负载转矩观测器...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Matlab/Simulink软件中PMSM仿真模型
iK 取得较大时，就能避免起动时分数阶积分器输出的控制量过大导致 速出现超调，且 PMSM 的电磁转矩等于负载转矩，能拖动负载同步转动由 PMSM 转矩公式（3.21）可计算当负载转矩为 5Nm 时，电机达到稳定控制量输出约为 5.57。设计一个理想情况下的分数阶积分器限幅的分数L-FOPI）控制器如图 3.9 所示。
图 3.15 永磁同步电机实验平台Fig 3.15 Permanent magnet synchronous motor experimental platform验结果分析 PMSM 三种不同的工况，即空载起动、带载起动和突卸负载，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊规则的自适应分数阶PIλ控制器的研究[J]. 杨宁宁,韩宇超,田录林,贾嵘,吴朝俊. 西安理工大学学报. 2017(03)
[2]基于Tustin变换的分数阶微分算子近似离散化[J]. 宋保业,许琳,卢晓. 科学技术与工程. 2015(13)
[3]分数阶控制算法在交流伺服系统的数字化实现[J]. 李儒贵,单梁,李晓春,李军,戚志东. 电工技术学报. 2014(S1)
[4]Improved Oustaloup approximation of fractional-order operators using adaptive chaotic particle swarm optimization[J]. Zhe Gao * and Xiaozhong Liao School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(01)
[5]一种分数阶微积分算子的有理函数逼近方法[J]. 李文,赵慧敏. 自动化学报. 2011(08)
[6]粒子群优化同步电机分数阶鲁棒励磁控制器[J]. 姚舜才,潘宏侠. 中国电机工程学报. 2010(21)
[7]锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计[J]. 王东风,王晓燕,韩璞. 中国电机工程学报. 2010(05)
[8]分数阶PIλDμ控制器参数设计方法——极点阶数搜索法[J]. 严慧,于盛林,李远禄. 信息与控制. 2007(04)
[9]Digital implementation of fractional order PID controller and its application[J]. Wang Zhenbin, Wang Zhenlei, Cao Guangyi & Zhu XinjianDepartment of Automation, Fuel Cell Institute, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2005(01)
博士论文
[1]混沌粒子群优化算法理论及应用[D]. 唐贤伦.重庆大学 2007
硕士论文
[1]分数阶PIλDμ控制器设计与应用研究[D]. 张欣.大连理工大学 2016
[2]分数阶PIλDμ控制及其应用研究[D]. 钱晓颖.东南大学 2016
[3]DC-DC变换器建模与数字化控制[D]. 刘佳.浙江大学 2016
[4]三电平逆变器SVPWM控制策略的研究[D]. 刘亚军.华中科技大学 2008
[5]分数阶PI～λD～μ控制器的设计及数字实现[D]. 严慧.南京航空航天大学 2007
本文编号：2954561
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Matlab/Simulink软件中PMSM仿真模型
iK 取得较大时，就能避免起动时分数阶积分器输出的控制量过大导致 速出现超调，且 PMSM 的电磁转矩等于负载转矩，能拖动负载同步转动由 PMSM 转矩公式（3.21）可计算当负载转矩为 5Nm 时，电机达到稳定控制量输出约为 5.57。设计一个理想情况下的分数阶积分器限幅的分数L-FOPI）控制器如图 3.9 所示。
图 3.15 永磁同步电机实验平台Fig 3.15 Permanent magnet synchronous motor experimental platform验结果分析 PMSM 三种不同的工况，即空载起动、带载起动和突卸负载，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊规则的自适应分数阶PIλ控制器的研究[J]. 杨宁宁,韩宇超,田录林,贾嵘,吴朝俊. 西安理工大学学报. 2017(03)
[2]基于Tustin变换的分数阶微分算子近似离散化[J]. 宋保业,许琳,卢晓. 科学技术与工程. 2015(13)
[3]分数阶控制算法在交流伺服系统的数字化实现[J]. 李儒贵,单梁,李晓春,李军,戚志东. 电工技术学报. 2014(S1)
[4]Improved Oustaloup approximation of fractional-order operators using adaptive chaotic particle swarm optimization[J]. Zhe Gao * and Xiaozhong Liao School of Automation, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2012(01)
[5]一种分数阶微积分算子的有理函数逼近方法[J]. 李文,赵慧敏. 自动化学报. 2011(08)
[6]粒子群优化同步电机分数阶鲁棒励磁控制器[J]. 姚舜才,潘宏侠. 中国电机工程学报. 2010(21)
[7]锅炉-汽轮机系统的分数阶控制器设计[J]. 王东风,王晓燕,韩璞. 中国电机工程学报. 2010(05)
[8]分数阶PIλDμ控制器参数设计方法——极点阶数搜索法[J]. 严慧,于盛林,李远禄. 信息与控制. 2007(04)
[9]Digital implementation of fractional order PID controller and its application[J]. Wang Zhenbin, Wang Zhenlei, Cao Guangyi & Zhu XinjianDepartment of Automation, Fuel Cell Institute, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200030, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2005(01)
博士论文
[1]混沌粒子群优化算法理论及应用[D]. 唐贤伦.重庆大学 2007
硕士论文
[1]分数阶PIλDμ控制器设计与应用研究[D]. 张欣.大连理工大学 2016
[2]分数阶PIλDμ控制及其应用研究[D]. 钱晓颖.东南大学 2016
[3]DC-DC变换器建模与数字化控制[D]. 刘佳.浙江大学 2016
[4]三电平逆变器SVPWM控制策略的研究[D]. 刘亚军.华中科技大学 2008
[5]分数阶PI～λD～μ控制器的设计及数字实现[D]. 严慧.南京航空航天大学 2007
本文编号：2954561
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/2954561.html
